课时作业 DNA分子的结构 DNA的复制
基因是有遗传效应的DNA片段
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．下列有关DNA分子结构的叙述错误的是( )
A．双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团
B．DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过氢键连接
C．嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定
D．DNA分子两条链反向平行
解析：DNA的一条单链上相邻的碱基A与T之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。
答案：B
2．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( )
A．DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则
B．DNA复制时，两条脱氧核糖核苷酸链均可作为模板
C．DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制
D．脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链
解析：DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则；DNA是以两条脱氧核苷酸链作为模板进行复制的；DNA分子边解旋边复制；脱氧核苷酸必须在DNA聚合酶的作用下才能连接形成子链。
答案：B
3．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是( )
A．基因一定位于染色体上
B．核基因在染色体上呈线性排列
C．四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性
D．一条染色体上含有1个或2个DNA分子
解析：基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA不一定位于染色体上，因此基因不一定位于染色体上；多个基因位于同一条染色体上，基因在染色体上呈线性排列；不同基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同，基因具有多样性，而每一个基因中脱氧核苷酸的数目和排列顺序是特定的，因此基因又具有特异性；没有复制的每条染色体含有1个DNA分子，复制后的每条染色体含有2个DNA分子。
答案：A
4．(2015·苏北四市二模)关于DNA分子结构与复制的叙述，正确的是( )
A．DNA分子中含有四种核糖核苷酸
8
B．在双链DNA分子中A/T的值不等于G/C的值
C．DNA复制不仅需要氨基酸做原料，还需要ATP供能
D．DNA复制不仅发生在细胞核中，也发生于线粒体、叶绿体中
解析：DNA分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸而不是核糖核苷酸；DNA复制不需要氨基酸做原料，而是需要脱氧核糖核苷酸做原料。在双链DNA分子中A/T＝G/C＝1。
答案：D
5．关于DNA分子结构的叙述，正确的是( )
A．组成双链DNA分子的脱氧核苷酸可以只有1种
B．绝大多数核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
C．双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的
D．双链DNA分子中，A＋T＝G＋C
解析：组成双链DNA分子的脱氧核苷酸有4种，其中的五碳糖为脱氧核糖；位于DNA分子长链结束部位的每个脱氧核糖上只连着一个磷酸和一个碱基；双链DNA分子中，碱基的数目和脱氧核糖的数目是相等的；双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，有A＋G＝T＋C。
答案：C
6．蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是( )
A．每条染色体的两条单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条单体被标记
C．只有半数的染色体中一条单体被标记
D．每条染色体的两条单体都不被标记
解析：本题考查DNA的复制与放射性同位素标记，解题的关键是正确理解半保留复制方式、掌握细胞分裂过程。由于DNA分子为半保留复制，在有放射性标记的培养基中培养一个细胞周期后，每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保留复制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含。每条染色单体含一个DNA分子，所以一半染色单体含放射性。
答案：B
7．(2015·福建龙岩一模)下列有关DNA复制的叙述，正确的是( )
A．DNA在复制过程中若发生差错，一定会改变生物的性状
B．DNA的复制过程是先解旋后复制
C．DNA的复制通常发生在细胞分裂间期
D．DNA复制过程需要DNA聚合酶和RNA聚合酶
解析：若突变前后密码子决定同一种氨基酸或突变发生在非编码区则不会导致生物性状改变；DNA的复制是边解旋边复制的；RNA聚合酶催化转录过程，与DNA复制无关。
8
答案：C
8．用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，如下图。下列选项中，这三种DNA分子的比例正确的是(纵坐标为DNA分子个数)( )
解析：用15N标记的DNA分子连续在含14N的培养基上繁殖四代，得到子代DNA分子数为24＝16(个)，其中含15N和14N的杂交DNA分子2个，只含14N的DNA分子14个。
答案：D
9．(2015·山东潍坊一模)真核细胞内某基因由1 000个脱氧核苷酸组成，其中碱基A占20%。下列说法正确的是( )
A．该基因一定存在于染色体上
B．该基因的一条脱氧核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为32
C．DNA解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸
D．该基因复制3次，需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2 800个
解析：真核细胞的细胞器线粒体或叶绿体中也含有基因，但不存在于染色体上；根据已知条件可知：在该基因中，A＝T＝200个，G＝C＝300个，在一条链上C＋G＝300，A＋T＝200，因此B是正确的。
答案：B
10．(2015·莆田质检)关于DNA分子结构的叙述中，不正确的是( )
A．DNA分子由四种脱氧核苷酸组成
B．每个DNA分子中，碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数
C．双链DNA分子中的一段，若含有30个胞嘧啶，就一定会同时含有30个鸟嘌呤
D．DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基
解析：DNA分子中除两端外，每个脱氧核糖连接两个磷酸和一个含氮碱基。
答案：D
11．(2015·郑州质量预测)用15N标记含有100个碱基对的双链DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是( )
A．含有15N的DNA分子占1/8
B．复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个
8
C．含有14N的DNA分子占7/8
D．复制结果共产生16个DNA分子
解析：DNA连续复制4次，形成16个DNA分子，其中有2个含15N，所有的DNA分子都含14N；最初的DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸40个，复制4次，共需40×15＝600个腺嘌呤脱氧核苷酸。
答案：C
12．(2015·江苏淮安第三次调研)下图为细胞内某基因(15N标记)结构示意图，A占全部碱基的20%。下列说法错误的是( )
A．该基因中不可能含有S元素
B．该基因的碱基(C＋G)/(A＋T)为32
C．限制性核酸内切酶作用于①部位，DNA解旋酶作用于②部位
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的脱氧核苷酸链占1/4
解析：基因是有遗传效应的DNA片段，其组成元素有C、H、O、N、P，A正确；在双链DNA分子中，A＝T，T也占全部碱基的20%，由于A＋T＋G＋C＝100%、C＝G，得出C和G各占全部碱基的30%，所以该基因的碱基(C＋G)/(A＋T)为32，B正确；限制性核酸内切酶作用于①部位的磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于②部位的氢键，C正确；复制3次共产生8个DNA分子，16条脱氧核苷酸链，有两条母链含15N，所以含15N的脱氧核苷酸链占子代总脱氧核苷酸链的1/8，D错误。
答案：D
二、非选择题(共40分)
13．(12分)(2015·湖北八校联考)如图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答：
8
(1)写出下列图中序号代表的结构的中文名称：①________，⑦________，⑧____________，⑨________。
(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离的磷酸基。
(3)从主链上看，两条单链方向________，从碱基关系看，两条单链________。
(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的________(填图中序号)中可测到15N。若细胞在该培养液中分裂4次，该DNA分子也复制4次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为________。
(5)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为________个。
解析：根据碱基互补配对原则可知，①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鸟嘌呤，④是胸腺嘧啶，⑤是磷酸基团，⑥是胸腺嘧啶，⑦是脱氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，⑨是一条脱氧核苷酸链的片段。复制4次，产生16个DNA分子，由于DNA复制为半保留复制，含14N的DNA分子共2个，所有的DNA都含有15N，所以子代DNA分子中含14N和15N的比例为18。A＝T＝m，则G＝C＝a/2－m，复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为(24－1)×(a/2－m)＝15·(a/2－m)。
答案：(1)胞嘧啶 脱氧核糖 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链的片段
(2)4 2
(3)反向平行 互补
(4)①②③④⑥⑧⑨ 18 (5)[15·(a/2－m)]
14．(14分)(2015·辽宁锦州)1958，Meselson和Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制，此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。试回答下列问题。
8
(1)由于DNA分子呈________结构，DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉(如图1)。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测________。
(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状)放在含有3H胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注：以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。
(3)有人探究DNA的复制从一点开始以后是单向还是双向进行的，将不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H胸腺嘧啶的培养基中培养，给以适当的条件，让其进行复制，得到图3所示结果，这一结果说明____________。
(4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制，用第(2)题的方法，观察到的大肠杆菌DNA复制过程如图4所示，这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是________起点复制的。
解析：(1)因DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉，所以可以根据复制叉的数量推测复制起点数量。(2)因为DNA为半保留复制，故复制一次所得的2个DNA分子中，1条链带放射性标记，1条不带。第二次复制所得的DNA分子中，1个DNA分子1条链带标记，1个DNA分子不带标记。(3)由图示可以看出：该DNA分子有一个复制起始点，复制为双向进行。(4)由图4可知：该DNA分子有一个复制起始点，即单个复制起始点。
答案：(1)(规则)双螺旋 复制起点数量
(2)如下图
(3)DNA复制是双向的
8
(4)单
15．(14分)为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路：
(1)实验分组：
甲组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)＋生理盐水
乙组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR＋X(用生理盐水配制)
每组设置若干个重复样品。
(2)分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度)，求每组的平均值。
(3)将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。
(提示与说明：答题时用X、CRD、3H－TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞)
请回答：
(1)实验目的：______________________________________ __________________________________。
(2)预测实验结果及结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)实验中采用3H—TdR的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)题干信息的迁移和突破
根据提示“3H－TdR”是3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷”，推知3H－TdR是合成DNA的原料；根据提示“Y细胞是能增殖的高等动物体细胞”，推知该实验中Y细胞进行细胞增殖(DNA合成)时CRD的大小代表了细胞增殖(DNA合成)的速率。
(2)实验目的的确定
比较两组实验可知，自变量是加不加X，因变量是Y细胞增殖(DNA合成)的速率。而探究的问题描述一般是“探究随自变量的变化，因变量如何变化”或“探究自变量对因变量的影响”，所以，该实验的目的就是探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响。
(3)预测实验结果及结论时的关键点
①明确实验的观察现象，该实验观察到的实验现象是CRD值；②预测实验可能出现的几种情况：乙组CRD>甲组、乙组＝甲组或乙组
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